[发明专利]一种基于滤波补偿的发射光功率稳定的光路结构

说明书

本发明涉及发射光组件技术领域，提供了一种基于滤波补偿的发射光功率稳定的光路结构。激光器芯片与输出端口之间的光路上，设置有损耗随波长变化，按照预设关系实现的补偿元件；其中，预设关系包括在激光器工作波长范围内，短波长对应滤波损耗，相对于长波长对应滤波损耗要大。本发明通过巧妙的光路设计，在光路上保证了传输损耗随着温度而变化，从而与激光器的光功率—温度曲线形成互补效应，减少了光组件发射光功率随温度的波动。这种光路结构在原理上保证了光路的稳定性，其效果优于通过电路、软件等的反馈调节机制，可单独使用或与现有控制方法一起使用，进一步提高输出光功率的稳定性。

【技术领域】

本发明涉及发射光组件技术领域，特别是涉及一种基于滤波补偿的发射光功率稳定的光路结构。

【背景技术】

在光通信链路中，发射光组件的光功率不能有太大波动。因为一旦光通信链路确定后，其链路损耗以及接收端的灵敏度就确定了，当发射光功率变大时，传送到接收端的光功率可能超过接收端的过载光功率引起严重误码甚至损坏探测器；当发射光功率变小时，传送到接收端的光功率可能无法被探测到。因此维持光组件的发射光功率在一个稳定的范围非常重要，比如400G FR4 MSA要求发射光功率范围为-3.3～+3.5dBm，部分客户要求往往比标准范围更窄。光发射组件的光功率P_out由激光器的发射光功率和光路损耗决定。

P_out＝P_LD-P_loss

其中P_LD表示激光器的输出光功率，P_loss表示光路损耗，包括耦合损耗、传输损耗等。光组件封装完成后，光路就固定下来，在组件工作温度范围内，光路损耗往往波动不大，而激光器的输出光功率随温度升高急剧下降。因此光发射组件的输出光功率也随温度的升高而急剧下降，目前采取的办法如专利(授权号：CN1960087B)中所述，将激光器分一部分光到背光探测器，当探测器检测到光功率变化时，调整驱动电流，即功率变小时增加驱动电流，功率变大时减小驱动电流，来补偿温度变化引起的功率变动。驱动电流的改变，往往会改变激光器芯片的带宽以及消光比，需要其他硬件参数联合调整。更重要的是，激光器驱动芯片输出电流也是有范围的，某些极限情况下，在驱动器的输出范围内可能无法将光功率限定在目标范围。因为光器件耦合都是在常温下进行的，在常温下输出功率满足要求，在高温下衰减过大，即使电流达到驱动器的输出极限也补偿不回来。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是现有的背光检测调整驱动电流方式来补偿温度变化引起的功率变动，其中，驱动电流的改变，往往会改变激光器芯片的带宽以及消光比，需要其他硬件参数联合调整，不仅带来控制复杂度的提升，而且，会造成调整响应速度的延迟。

本发明实施例采用如下技术方案：

本发明提供了一种基于滤波补偿的发射光功率稳定的光路结构，包括：

激光器芯片与输出端口之间的光路上，设置有损耗随波长变化，按照预设关系实现的补偿元件；

其中，预设关系包括在激光器工作波长范围内，短波长对应滤波损耗，相对于长波长对应滤波损耗要大。

优选的，统计激光器芯片的温度-功率曲线，得到任一温度下的平均输出光功率；统计激光器芯片的温度-波长曲线，得到任一温度下的平均波长；则所述预设关系还包括：

相同温度下的平均波长-平均输出光功率为坐标，绘制得到补偿元件的滤波特性曲线；其中，所述滤波特性曲线与对应激光器芯片的平均波长-平均输出光功率曲线互补。

优选的，所述补偿元件由指定光程的F-P腔构成，其中，在F-P腔中，来回反射一次的光程与激光器高温工作下的半个长波长的偶数倍接近；来回反射一次的光程与激光器低温工作下的半个短波长的奇数倍接近。